2023款路虎揽胜底盘控制新技术(二)

2024年3月2日发(作者：全新马自达6阿特兹)

栏目编辑：刘玺 *****************新车新技术

文/河南 李韬(接上期)2.执行器48V电子动态响应系统执行器如图11所示。执行器由原来的液压系统改为三相无刷直流电机，电机的工作原理如图12所示。无刷直流电机按交流电(AC)原理工作。电机有3个主电气连接(3相)，每个连接都充当电源和接地(交流电)。通过直流/直流转换器和48V超级电容器模块的组合供电。这将保持备用容量，以确保始终有充足的电压可用。直流-直流转换器使用车辆12V网络，将12V转换为48V(这可使这一系统适用于任何类型的动力总成系统)。使用独立的48V电源，可以安装到纯电动车(BEV)、轻度混合动力电动汽车(MHEV)、插电式混合动力电动汽车(PHEV)上。蓄电池在最佳环境条件下具有更高的能量和功率。但在极端环境温度(低于-15℃，高于50℃)下的功率较低，可能无法支持执行器的高瞬态负载。超级电容器可在比48V蓄电池更宽的温度范围(-40℃至60℃)内支持高瞬态负载。1-底盘控制模块B(CHCMB)；2-48V超级电容器；3-直流-直流转换器；4-12V锂离子蓄电池；5-3相线圈；6-电子动态响应执行器电机；7-主动侧翻控制模块(ARCM)；A-7V硬接线(执行器电子元件)；AL-脉宽调制(PWM)；AX-FlexRayAR-高压(3相)；BJ-48V电缆V-专用CAN。图12 三相无刷直流电机的工作原理状态。如果电机未旋转，则会出现较大的扭矩峰值，乘客将会感觉到行驶不平稳。电机旋转方向取决于哪一侧发生起伏。在低速越野行驶和空气弹簧交叉阀连接的情况下，侧倾补偿会降低，以提高驾驶员的舒适性。在某些驾驶条件下(崎岖道路)，系统会重新生成电能并将其输送回48V系统，如果该系统达到饱和状态，则会将电能输送回12V系统。路面粗糙度是根据轮毂加速度传感器、高度传感器数据以及SIMU中的侧倾率和横向加速度计算得出的。两个ARCM和CHCMB通过专用CAN网络进行通信。如1-行星齿轮组；2-后断开装置；3-横向稳定杆输出；4-3相无刷直流电机；5-执行器高压电缆；6-横向稳定杆输出；7-扭矩传感器。前所述，电源来自直流-直流转换器和48V超级电容器模块的组合，该模块拥有储备容量以确保始终有足够的电压可用。直流-直流转换器EPICE使用车辆12V网络将12V转换为48V。CHCMB从悬架惯性测量装置(SIMU)接收横向加速度、纵向加速度、偏航率和侧倾率的参数信息。更多参数信息来自四个轮毂加速度传感器、高度传感器、转向角和行驶速度。转向角和行驶速度用于在产生横向加速度之前对其进行“预测”，同时也预测来自SIMU的横向加速度。然后，CHCMB能够更快地计算每个执行器所需的扭矩，并通过专用CAN将该信号发送至两个ARCM。ARCM为执行器电子设备(电机位置霍尔效应传感器、扭矩传感器和温度监测)提供7V电压。执行器的3相电压由ACRM使用PWM进行控制。增加电流供应会增加供应至横向稳定杆末端的扭矩。图11 电子动态响应系统执行器3.控制说明48V电子动态响应系统控制框图如图13所示。悬架控制模块B(CHCMB)计算所需的扭矩，并通过专用CAN将此信号发送至两个主动响应控制模块(ARCM)。ARCM控制电机电流以获得请求的扭矩。扭矩传感器反馈测量用于检查是否已达到请求的扭矩。它根据横向稳定杆/电机位置、车身高度传感器位置和电流输入进行计算。在平坦道路上的稳态转弯(恒定横向加速度)期间，电机将产生所需的扭矩，然后利用电机停转来保持该扭矩。如果车轮随后发生颠簸，电机将退出该状态并进行旋转以保持所需的扭矩水平，然后随着车轮回位而逐渐恢复该Copyright?博看网. All Rights Reserved.

2023/04·汽车维修与保养45

新车新技术

栏目编辑：刘玺 *****************由于电源电压为48V，因此在某些情况下，执行器和ARCM能够产生高于30V的交流电压。ARCM使用PWM(25kHz)控制3个相位。由于电机按交流电(AC)原理运行，所以此部分电路属于交流高压HV类别B(ISO 6469-3)。电压将随PWM占空比和电机转速的变化而变化。在正常情况下，只有在电源模式7(发动机运转)且已显示行驶速度的情况下，橙色三相导线处才有电源。但是，在点火开关打开的情况下，使用认可的诊断工具执行执行器测试例行程序期间，可能会产生HV。如图14所示，执行器和ARCM之间连接了橙色电缆，以指示潜在危险。因此，对系统执行任何作业之前，需要执行48V超级电容断电程序。执行48V超级电容断电程序时，确保从车辆上断开所有外部12V电源。例如：牵引杆插座、12V附件插座、充电点。从车辆断开与任何外部高压HV电源的连接(PHEV)。用JLR认可的诊断工具，将前、后ARCM-电子动态响应系统电源设置服务模式。断开右前座椅下方的12V蓄电池接地，隔离48V电源。断开系统电源或对系统进行操作时，不需要电动汽车EV授权资质。对系统进行维修，更换相关部件后，要用JLR认可的诊断工具，执行相关匹配。包括底盘控制模块“B”(CHCMB)与前部主动侧翻控制模块(FARCM)和后部主动侧翻控制模块(RARCM)配对”。以及主动侧翻控制模块(ARCM)与横向稳定杆配配对”。请勿将任何磁铁或磁性设备(例如检查灯)放置在电子动态响应横向稳定杆或执行器附近。未能遵守此说明可能会对杆的磁化部分造成永久性损坏，该部分用作扭矩传感器的一部分。在执行器上贴有高压和防磁的标签，如图15所示。A-硬接线AX-FlexRay ；BA-HS CAN HMI BB-高压(HV)(3相PWM控制)；BJ-48V电缆V专用CAN；1-CHCM和CHCMB；2-锂离子蓄电池；3-EPICE；4-ABS；5-约束控制模块(RCM)；6-PCM；7-交互式显示模块“A”(IDMA)；8-PSCM；9-BCM/GWM；10-组合仪表盘控制模块(IPC)；11-NFSM；12-48V超级电容器；13-DADC；14-TCM前部；15-前部ARCM；16-前电子动态响应执行器；17-后部ARCM；18-后电子动态响应执行器；19-接地；20-电源；21-前轮毂加速度传感器x2；22-后轮毂加速度传感器x2；23-前高度传感器x2；24-后高度传感器x2；25-SIMU。四、2023新款揽胜空气弹簧与自适应减振器1.空气弹簧2023新款揽胜采用了4角空气悬挂，如图16所示，空气弹簧与自适应减振器部件如图17所示，控制框图如图18所示。为了提高乘坐舒适度，该车型采用了容量更大的空气弹簧。在正常工作条件下，CHCM保持车辆水平处于“当前”底盘高图13 48V电子动态响应系统控制框图4.维修说明以下是维修说明或维修注意事项。(1)系统中故障会有警告指示灯和消息。ARCM将会报告任何执行器故障，并在CHCMB中记录相应的故障码。SIMU的故障也由CHCMB报告。(2)系统在被动状态下运行，除了200:1变速器产生的摩擦外，没有任何阻力。(3)为了防止进水，必须连同接至ARCM的接线绝缘套一起，以完整单元的形式更换执行器。系统中故障会有警告指示灯和消息。ARCM将会报告任何执行器故障，并在CHCMB中记录相应的故障码。SIMU的故障也由CHCMB报告。系统在被动状态下运行，除了200:1变速器产生的摩擦外，没有任何阻力。为了防止进水，必须连同接至ARCM的接线绝缘套一起，以完整单元的形式更换执行器。1-橙色电缆。图14 执行器的橙色电缆46-CHINA·AprilCopyright?博看网. All Rights Reserved.

栏目编辑：刘玺 *****************新车新技术

图15 警告信息标签1-进入高度开关-驾驶员侧车门开关总成；2-右后高度传感器；3-右后减振器；4-后空气悬架阀块；5-底盘控制模块；B6-高度开关-后开关组；7-空气悬架储气罐；8-右后空气弹簧；9-空气悬架储气罐；10-空气悬架压缩机控制器-悬架供气装置；11-右后减振器；12-左后弹簧；13-左后高度传感器；14-交互式显示模块“A”(IDMA)；15-左前减振器和空气弹簧；16-左前高度传感器；17-右前减振器和空气弹簧；18-右前高度传感器；19-前空气悬架阀块。图17 空气弹簧与自适应减振器部件1-右前空气弹簧和减振器总成；2-右后减振器；3-右后空气弹簧；4-左后减振器；5-左后空气弹簧；6-左前空气弹簧和减振器总成。由于封装空间有限，因此车辆上存在两个铝制储气罐。两者连接在一起，并为前后空气弹簧提供空气。总空气量为11.7L，圆柱形储气罐可容纳2.7L。后阀块包含一个压力传感器和一个可在25bar时打开的减压阀。空气悬架压缩机控制器(ASCC)如图19所示，为了降低施加到压缩机直流电机的高浪涌电流，车辆现在具备“软启动”功能。连接到压缩机的控制单元通过专用HS CAN接收来自CHCMA的压缩机启动命令，并使用PWM增大电机电流200ms。之后，压缩机电机将获得永久直流电流。ASCC能够在-40℃~125℃范围内测量压缩机的环境温度。图16 4角空气弹簧和减振器度。来自高度传感器的信号经过滤波器，以消除由道路噪音和其他不规则状况引起的不规则信号。如果车辆静止不动，则CHCM使用快速滤波信号监测各角高度信号；如果车辆正在移行，则使用慢速滤波信号来监测各角高度信号。如果高度保持在“静区”(即距离目标高度±9mm)，则控制模块不实施任何高度调整变更。当CHCM检测到某一角已移出“静区”时，CHCM操作压缩机和/或阀，以移动此角返回到目标高度。有底盘控制模块CHCM和CHCMB两个模块，用于控制空气悬架系统。CHCMB通过4个高度传感器监测车辆各角的高度，这些传感器安装在每个车轮的内侧。偏航率、垂直加速度、横向加速度和纵向加速度信息来自ABS。CHCM托管空气悬架应用程序。这两个控制模块均位于行李箱右侧装饰板后面。当车辆正在转弯、急剧加速和猛烈制动时，系统能够临时禁用高度调节功能。通过使用卫星导航系统的预测路径和导航地图数据来识别前方道路的类型和类别，可以增强主动高速降低功能。在合适的道路上可以更快地降低悬架，从而最大限度地提高空气动力学优势，并因此降低燃油油耗和二氧化碳排放。当车辆遇到会降低其速度但道路仍然合适的交通状况时，它还可以更长时间地保持高速降低状态。2.自适应减振器自适应减振器的阻尼特性是可调的。底盘控制模块(CHCM)使用来自其他系统模块的信息组合以及来自加速度传感器和悬架高度传感器的数据，来测量车辆和悬架的状态以及驾驶员输入信息。利用这些信息，CHCM应用算法控制减振器，以适合当前的驾驶条件。CHCM监测输入信号并持续操作减振器电磁阀。在2022款之前的各减振器中，减振调节通过由可变节流孔操纵的电磁阀来实现，该节流孔为减振器内的油液流动打开另一条旁通通道。减振器内部控制部件如图20所示。当电磁阀断电后，旁路关闭，所有液压油全部流过主(刚性)阀。电磁阀启动后，克服弹簧弹力移动衔铁和控制叶片。控制片上带有油孔，以便按需打开旁路。减振器在这两个界限条件之间持续工作。电磁阀默认或关闭状态Copyright?博看网. All Rights Reserved.

2023/04·汽车维修与保养47

新车新技术

栏目编辑：刘玺 *****************A-刚性设置；B-柔性设置；C-主油液流；D-旁路油液流；1-旁通阀(开启)；2-主阀；3-管壁；4-旁通阀(闭)；5-活塞和连杆总成。图20 2022及之前年款减振器内部控制部件佳的压缩和回弹减振水平。通过采用为每个减振器配备两个电子控制阀的新减振器技术，与之前的系统相比，新系统的能力和响应A-硬接线；U-专用CAN系统总线；AX-FLEXRAYBA=HSCANHMI系统总线；1-底盘控制模块B(CHCMB)；2-辅助约束控制模块(RCM)；3-动力系统控制模块(PCM)；4-防抱死控制模块(ABS)；5-驾驶员车门模块(DDM)；6-右后座椅控制模块(RRSM)；7-车身控制模块(BCM)/网关模块(GWM)；8-仪表(IPC)；9-交互式显示模块“A”(IDMA，触摸屏)；10-前阀块；11-后阀块；12-接地；13-电源；14-中央加速计；15-压力传感器-后阀块；16-悬架供气装置；17-ASCC；18-右后高度传感器；19-右前高度传感器；20-左后高度传感器；21-底盘控制模块(CHCM)；22-左前高度传感器；23-空气悬架后开关组-行李箱；24-驾驶员车门开关总成。速度均有显著提高。该技术允许完全独立地控制压缩(缓冲)和回弹减振，确保尽可能将路面粗糙度与驾驶员隔离开来。轮毂加速度、侧倾率、车辆高度、转向角、横向和纵向加速度信息被传输至两个底盘控制模块CHCM，它们将计算每个减振器的压缩和回弹速度(以m/s为单位)。然后，CHCM将在加速事件开始后的12~83ms内通过PWM控制电磁阀，并确定每个减振器所需的最佳压缩和回弹减振水平，以提供所需的车辆行驶和车身控制行为。此响应时间支持在事件结束之前“预测”路面粗糙度并控制减振器。与之前的系统相比，电流消耗有所改善。在全软状态下，发送至电磁阀控制阀的电流为0，全硬状态下为1.8A。然后，CHCM将按照由这两个值确定的范围不断地改变这个电流。(未完待续)

图18 空气弹簧控制框图1-压缩机电源和接地；2-ASCC电源和接地；3-来自CHCMA的专用HS-CAN。图19 空气悬架压缩机控制器(ASCC)是刚性设置。电磁阀通电时旁通孔打开，为柔性设置。操作方式是脉宽调制，频率为526Hz，工作电流是0-1.5A间连续变化。2023款新揽胜减振器外观如图21所示，自适应减振控制软件允许在车辆各角独立地对悬架减振进行连续电子控制。该系统读取路面和驾驶员输入以及车身运动，并使用此信息实时确定最1-塑料顶罐；2-空气弹簧；3-减振器；4-用于回弹和压缩减振的控制阀。图21 2023款新揽胜减振器外观(作者李韬工作单位：河南农业职业学院)48-CHINA·AprilCopyright?博看网. All Rights Reserved.